(57)【要約】【課題】  モーター相と電気相が異なった場合でも素早く同位相に設定する。【解決手段】  基準となる位置を検出するための基準位置検出手段と、基準位置を含む特定の範囲を移動する移動部材と、移動部材を移動させるためのモーターと、モーターを駆動制御する制御手段と、制御手段に供給される電源状態を検出するための電源検出手段とを具備する制御機器において、制御手段は、あらかじめモーターを制御するための制御パターンを複数種記憶しており、基準位置検出手段の状態と電源検出手段の検出状態に応じて、記憶した複数種の制御パターンの一つを選択してモーターを駆動制御する。【選択図】図６
2007033737.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準となる位置を検出するための基準位置検出手段と、該基準位置を含む特定の範囲を移動する移動部材と、該移動部材を移動させるためのモーターと、該モーターを駆動制御する制御手段と、該制御手段に供給される電源状態を検出するための電源検出手段とを具備する制御機器において、
前記制御手段は、あらかじめ前記モーターを制御するための制御パターンを複数種記憶しており、前記基準位置検出手段の状態と前記電源検出手段の検出状態に応じて、記憶した複数種の制御パターンの一つを選択して前記モーターを駆動制御することを特徴とする制御機器。
【請求項２】
前記制御手段は、前記電源検出手段が該制御手段への電源供給が開始されたことを検出したとき、前記基準位置検出手段からの情報によって前記移動部材が前記基準位置に位置しているか否かを判定し、前記記憶している複数種の制御パターンから該移動部材が該基準位置に位置している場合と位置していない場合とで異なる制御パターンを選択して前記モーターを駆動制御することを特徴とする請求項１に記載の制御機器。
【請求項３】
前記制御手段は、前記モーターの回転量または移動量及び回転速度または移動速度を制御するものであり、前記制御パターンの一部として、駆動初期の該モーターの特性に応じた所定回転量または所定移動量を駆動するための初期駆動情報を複数種記憶していることを特徴とする請求項１または２に記載の制御機器。
【請求項４】
前記制御手段は、前記モーターの回転速度または移動速度を制御するものであり、前記制御パターンの一部として、該モーターの特性に応じた複数の加減速情報を記憶していることを特徴とする請求項１または２に記載の制御機器。
【請求項５】
前記モーターは電磁式のステッピングモーターまたはステップモーターであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の制御機器。
【請求項６】
基準となる位置を検出するための基準位置検出手段と、該基準位置を含む特定の範囲を移動する移動部材と、該移動部材を移動させるためのモーターと、該モーターを駆動する駆動手段と、該駆動手段に供給される電源状態を検出するための電源検出手段とを具備する制御機器の制御方法であって、
あらかじめ前記モーターを制御するための制御パターンを複数種記憶し、前記基準位置検出手段の状態と前記電源検出手段の検出状態に応じて、記憶した複数種の制御パターンの一つを選択して前記モーターを駆動制御することを特徴とする制御方法。
【請求項７】
前記電源検出手段が該駆動手段への電源供給が開始されたことを検出したとき、前記基準位置検出手段からの情報に基づき前記移動部材が前記基準位置に位置しているか否かを判定し、前記記憶した複数種の制御パターンから該移動部材が該基準位置に位置している場合と位置していない場合とで異なる制御パターンを選択して前記モーターを駆動制御することを特徴とする請求項６に記載の制御方法。
【請求項８】
前記モーターの回転量または移動量及び回転速度または移動速度を制御する際の前記制御パターンの一部として、駆動初期の該モーターの特性に応じた所定回転量または所定移動量を駆動するための初期駆動情報を複数種記憶することを特徴とする請求項１または２に記載の制御方法。
【請求項９】
前記モーターの回転速度または移動速度を制御する際の前記制御パターンの一部として、該モーターの特性に応じた複数の加減速情報を記憶していることを特徴とする請求項１または２に記載の制御方法。
【請求項１０】
前記モーターは電磁式のステッピングモーターまたはステップモーターであることを特徴とする請求項６〜９のいずれか１つに記載の制御方法。
【請求項１１】
請求項１〜５のいずれか１つに記載の制御機器を有することを特徴とする光学機器。
【請求項１２】
前記移動部材は絞りであり、前記モーターは該絞りを駆動するためのモーターであることを特徴とする請求項１１に記載の光学機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モーターを用いて移動部材を所望位置に停止させるための制御機器及びその制御方法に関する。特に電源供給時にモーターの励磁相と駆動回路の励磁相とを合致させることで、移動部材を基準位置にスピーディに設定する様に改良した制御機器及び制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ステッピングモーター等による動力源を応用した制御機器として、レンズ交換式一眼レフカメラシステムについての従来技術を以下に紹介する。
現在、カメラはオートフォーカス機能付きが一般的となり、オートフォーカスにおけるピントの高精度化と、被写体にピントが合うまでの時間短縮が求められている。一方、絞り機構においては、従来のメカ的な構成のものからステッピングモーター、電磁式メーター等の駆動源によって駆動されるものなどに移行しつつあり、これによって様々な制御を行うことが可能となっている。
【０００３】
このようなカメラシステムにおいては、設定された絞り位置までの駆動時間或いは開放状態に復帰させるまでの駆動時間の短縮が今後必要とされている。また、カメラ電源の投入または電池交換後やレンズ交換式一眼レフカメラのレンズ装着後に撮影可能となるための起動時間の短縮なども必要とされている。そのため、様々な制御の制御定数やカメラシステムとしての制御シーケンスやアルゴリズムを変更することが検討されている。
【０００４】
前述した絞り機構においてステッピングモーターを使用した場合のモーター制御方式では絞りの開放位置を基準位置とする。その開放位置検出に光学式センサーを使用し、その開放位置をステッピングモーターの基準励磁位置として調整されているのが一般的となっている。モーター制御にはマイクロコンピュータ（以下、マイコンと記す）を使用する。前記絞りが開放位置に到達すると、モーター駆動回路の電気的な励磁相をリセットすることによりモーターの励磁相と電気的な励磁相を合致させることでモーター制御を行っている。このモーターの励磁相と電気的な励磁相が何らかの原因で異なってしまった場合、電気的な励磁位置を変更させてもモーター回転自体が追従できず、正確な位置制御が出来ないことがあった。
【０００５】
この絞り機構に関してカメラシステムとして時間短縮に支障が発生する１つの事例は、カメラ使用者が誤って絞りを開放位置以外の所定の絞り位置に設定したまま電池交換や一眼レフカメラのレンズ交換を行った場合である。この場合、電池或いは交換レンズ装着時に絞りが絞ったままとなっているためカメラのファインダーを覗くと暗い画面になってしまうことになる。そこでカメラシステムとして装着時に絞りが絞っている状態であることを検知した場合は、即座に絞りを開放状態にする制御を行う必要がある。しかし、前記した様にステッピングモーター等を使用している絞り機構では、モーター自体のあらかじめ調整された励磁相とモーターを制御するマイコンの電源が遮断されていたことで電気的な励磁相が異なるケースがある。すると、マイコンが絞りを開放状態に駆動するため電気的な励磁相を変化させてもステッピングモーターの励磁相が追従せず、最悪ケースでは永遠に開放駆動を繰り返すことで、撮影出来ないなどの問題が発生することがあった。
【０００６】
この様なステッピングモーターの特性とマイコン等を使用した場合の制御方式に関し、特許文献１では手ぶれ補正装置の補正光学系のロック機構にステッッピングモーターを使用した場合の初期位置駆動に関する提案がなされている。この提案ではレンズをカメラに装着時、または電池交換時は常にステッピングモーターを遅い一定速度で駆動することが記載されている。
【特許文献１】特開平１１−１１９２８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図９は絞り制御にステッピングモーターを使用した場合の制御方式の一例を示す。
同図において、横軸は絞り駆動時の累積時間、図９（ａ）の縦軸は絞り値、図９（ｂ）の縦軸は駆動速度をそれぞれ表している。図９（ｂ）はステッピングモーターの一般的な速度制御パターンで、加速、一定速、減速というそれぞれの制御速度で駆動されている。
ステッピングモーターは精度的な観点から１−２相励磁方式が一般的に使用されるが、通電が切れている場合は停止位置が不安定となるため、イニシャル通電を行うことで初期の位置決めを行うことが必要となる。また、停止時も駆動時の振動が残っている場合が多く、安定待ち時間が必要となり、これらの制御時間を全て加算した結果が絞り駆動に要する累積時間となる。
【０００８】
図９（ａ）は、開放絞り値がＦ２．８のレンズをＦ３２まで絞った場合の絞り値と累積時間との関係を表し、基本的には図９（ｂ）の加減速及び一定速の各速度の逆数（時間）の積分値を表している。また、ステッピングモーターは前記した様に通電が切れた場合は停止位置が不安定となる。これを絞り機構に使用すると絞りを開放値にした場合の絞り値が不安定となってしまう。これを避けるために、図１１の様な、通常はメカ的に固定された円板の内径寸法（開放径）で開放絞り値を決定し、ステッピングモーターの回転動作で絞り羽と呼ばれる複数の板を出し入れすることで絞り値を決定している。更に、この絞り羽を前記した円板の内径以上にはみ出さない位置をモーターの初期位置としている。この初期位置を開放位置として設定し、不図示の光学センサーで検出する様に構成されている。
【０００９】
この様な速度制御を行っている絞り機構では開放位置が基準位置となっている。駆動回路の電気的な励磁相（以下、電気相と記す）とモーターの励磁相（以下、モーター相と記す）が異なった位相のまま駆動制御を行うと、電気相を経過時間と共に切り換えてもモーター相が追従出来ない場合があった。その場合、絞りが同じ位置で振動を繰り返したり、逆側に駆動されたりする場合があった。
この状態から抜け出すために特許文献１では図９の様な加減速を行わず、図１０の様に常に遅い一定速度で駆動することを提案している。しかしこの様な制御を行った場合、図９のように絞りの累積駆動が長くなってカメラの起動時間が遅くなってしまい、使い勝手の悪いカメラシステムとなってしまう。
【００１０】
また、デジタル化が主流となりつつある一眼レフカメラにおいても、コンパクトカメラと同様に静止画のみならず動画撮影も可能としたカメラが今後開発されることが予想される。その場合、絞り駆動も連続して行われることになる。連続した絞り駆動によって絞り自体が常に非開放位置となる。その状態のままレンズを外され次にまたカメラに装着された時は前述したように絞りが非開放位置である。そのため電気相とメカ相が異なることで正常な絞り駆動が行えない現象が多発し、カメラの起動時間が遅くなってしまうことになる。
本発明は、上述の従来例における問題点を解消することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、移動部材または移動部材を駆動するモーターを基準位置まで移動して電気相とモーター相とを一致させる制御機器及び制御方法に関するものである。この基準位置までの移動をよりスピーディに行うことが本発明の課題である。
上記の課題を達成するため、本発明では、あらかじめモーターを制御するための制御パターンを複数種記憶して、基準位置検出の状態と電源の状態に応じて、複数種の制御パターンの一つを選択してモーターを駆動制御する。
【００１２】
本発明の好ましい実施の形態においては、モーター駆動手段への電源供給が開始されたことを検出したとき、基準位置検出情報に基づき移動部材が基準位置に位置しているか否かを判定する。そして、移動部材が該基準位置に位置している場合と位置していない場合とでは異なる制御パターンを選択してモーターを駆動制御する。
複数種の制御パターンは互いに一部が異なるものである。この異なる部分は、例えばモーターの回転速度または移動速度を図９のように加速、一定速、減速の台形状に変化させる場合の加減速部分である。または、駆動初期の所定回転量または所定移動量を駆動するための部分である。複数種の制御パターンとしては、例えば１種類の共通パターンと、複数種の変化部分のパターンとを記憶する。変化部分のパターンは、複数種の加減速情報または複数種の初期駆動情報として記憶する。
また、モーターは例えば電磁式のステッピングモーターまたはステップモーターである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、モーター相と電気相が異なった場合でも通常とは違う制御を行うことで素早く同位相に設定することが出来る。また本発明を応用した制御では、モーター自体の不具合が素早く解消できるため、システム制御機器として大幅な改善が可能となる。
【実施例】
【００１４】
［実施例１］
本実施例では本発明をオートフォーカス式一眼レフカメラシステムに応用した場合について詳細な説明を行う。
図１はオートフォーカス式一眼レフカメラと交換レンズの内部のブロック図である。同図を例に本発明の動作に関する詳しい説明を以下に記述する。
同図において、１はオートフォーカス式交換レンズ（以下、レンズと記す）、２は被写体にピントを合わせるための光学レンズと、その光学レンズを保持して光軸方向に移動するメカ機構を含むフォーカスユニットである。３はフォーカスユニット２を光軸方向に移動させるための駆動源であるモーターとそのモーターの駆動力を伝達するための複数のギア列を含むモーターユニットである。
【００１５】
４はモーターの位置（モーター相）を検出する検出器である。検出器４はフォーカスユニット３内の一部のギアに、パルス板と呼ばれる周囲が着磁された円形上の板を接続してある。モーターの回転に合わせてパルス板が回転して、それをＭＲ素子と呼ばれる素子で磁界の強弱を読み取って出力し、検出回路を経て発生するパルス出力をレンズマイコン７で読み取る様に構成されている。このパルス出力はフォーカスユニット２の移動量に等しく、他にパルス周期を読み取ることでフォーカスユニット２の移動速度を検出することも出来る。また、前記したＭＲ素子の他にフォトインタラプタ、フォトリフレクタ等の光線式などの電気的な接触を検出するタイプでも良い。
【００１６】
５はカメラに入光する光量を変化させるための絞り機構、６は予め交換レンズに関する各種情報を記憶したＥＥＰＲＯＭである。本実施例においては、例えばフォーカスユニットの制御定数や絞り機構の制御定数などを記憶している。７はレンズ１の全ての制御を司るレンズマイコンである。レンズマイコン７は、汎用Ｉ／Ｏポート機能、シリアル通信機能、タイマーカウンタ機能、Ａ／Ｄ機能、Ｄ／Ａ機能、外部端子による複数の割込み入力機能等の機能を有する。
８はカメラ−レンズ間で通信するための接点ユニットである。カメラ側には複数の金属の突起が出ていて、レンズ側はその突起に接触する様に金属切片が埋め込まれている。カメラ側の突起には電源端子、ＧＮＤ端子、通信入力端子、通信出力端子、同期クロック端子等が接続されている。レンズをカメラに装着するとレンズ側の突起とカメラ側の突起が接触し、レンズマイコン７はその接点を通じて電源供給を受け、かつ同期式シリアル通信によるカメラ−レンズ間通信が可能になる。
【００１７】
９は絞り機構５を動作させるための駆動源であるステッピングモーター及びその減速機構を含んだ絞りユニットである。絞りユニットには絞り機構５の絞り位置を検出するための位置検出センサーが組み込まれていて、主に絞り位置が開放であった時に信号が変化する構成となっている。
１０はレンズマイコン７に印加される電源の電圧を監視するための電圧検出器である。電圧検出器１０は、主にレンズマイコン７への電源供給が安定的に開始されるまで、レンズマイコン７のリセット端子を通じてレンズマイコン７をリセット状態に保持する。
【００１８】
１３はカメラ本体（以下、カメラと記す）である。カメラ１３において、１１はオートフォーカス用の測距ユニットである。この測距ユニット１１によって被写体までの焦点ズレ量を検出する様に構成されている。この測距ユニット１１は、例えば現在のオートフォーカスの主流である位相差検出方式であり、詳しい説明は省略する。測距ユニット１１は、焦点ズレ量を検出する方式以外に、被写体までの距離を測定する方式でもなんら問題はない。
【００１９】
１２はカメラ１３の全ての制御を司るカメラマイコンである。カメラマイコン１２はレンズマイコン７との通信や、測距ユニット１１からの出力値からフォーカスユニット２の移動すべき量を割り出す様に構成されている。１４は測光ユニットで、被写体からの光量を検出する。カメラマイコン１２はその検出値からシャッター速度及びレンズの絞り値を決定する。
カメラ１３にはこの他に様々な機能が備わっているが、本発明とは無関係な機能については、説明を省略する。
なお、図１の太目の実線矢印は電気的接続を意味し、点線はメカ的接続を意味し、一点差線は光軸を表す。
【００２０】
上記構成をもとにカメラ１３とレンズ１の動作を説明する。
カメラ１３には不図示のスイッチがあり、このスイッチは押し加減によってカメラの動作が異なる仕様になっている。例えば軽く押した場合をＳ１、強く押した場合をＳ２とし、それぞれＳ１はＡＦ及び測光のみの動作となり、Ｓ２は更にレリーズ動作も含まれている。使用者によってそのスイッチが操作されると、先ずＳ１で、カメラマイコン１２は測距ユニット１１と測光ユニット１４を動作させる。
【００２１】
測距ユニット１１は被写体に焦点を合わせるために内部のＡＦセンサーへ受光した光量を蓄積する動作を行う。測距ユニット１１は蓄積が終了したら検出結果をカメラマイコン１２に出力する。カメラマイコン１２は検出結果から被写体像のズレ量（デフォーカス量）を導き出し、フォーカスユニット２の移動量を演算する。カメラマイコン１２は、この時の演算に必要なレンズ情報を、あらかじめレンズマイコン７と接点ユニット８を通して通信しておき、内部メモリーに記憶しておく。レンズ情報は、例えば、敏感度、ＡＦセンサーとフィルムまたはＣＣＤ面ズレ量（ＡＦズレ量）、検出器４内の最小駆動量に対するフォーカスユニット２の移動量等である。レンズマイコン７はカメラマイコン１２からのデータ送信要求通信に応じて必要な情報をカメラに送信する。
測光ユニット１４は被写体からの反射光を検出し、カメラマイコン１２に出力する。カメラマイコン１２は現在のカメラの撮影モード（例えば連写、単写、ポートレイト、スポーツなど）に合わせて適正な絞り値とシャッター速度を演算して決定する。
【００２２】
また、カメラマイコン１２は不図示のスイッチの状態がＳ２であった場合は、レンズマイコン７に絞り値データ及び絞り機構５の動作開始命令を送信する。レンズマイコン７はカメラマイコン１２からの絞り値データ及び絞り動作開始命令を受信したら、受信した絞り値になるまで絞りユニット９内のモーターを駆動して絞り機構５を動作させる。また、カメラマイコン１２からの絞り値データが開放値であった場合は絞りユニット９内の位置検出センサーが変化するまでモーターを駆動する。そして、センサー出力に変化があった場合はモーターの駆動を停止して電気相をリセットする。この電気相をリセットすること、及びリセットする理由は、前述した。すなわち、絞りユニット９内の位置検出センサーが変化した時は絞り機構５の絞り量が開放状態であることを示し、ステッピングモーターの励磁相はこの開放位置で初期化される様に調整してある。その調整位置に電気相も整合されるように設定していることで電気相もリセットする必要がある。このモーター相と電気相が一致していることで、次のステッピングモーターの駆動をスムーズに行うことが可能となる。
【００２３】
さらに説明を加えると、一般的にステッピングモーターは１−２相励磁、２相励磁などの駆動方式がある。本実施例では１−２相励磁方式を採用している。１−２相励磁方式は、位相の異なる２つのコイルが配置され、それぞれのコイルを仮にＡ相とＢ相とすると、次の８種類の励磁パターンを繰り返すことでステッピングモーターを駆動する方式である。
（１）Ａ相
（２）Ａ、Ｂ相
（３）Ｂ相
（４）Ｂ、ＮＡ相
（５）ＮＡ相
（６）ＮＡ、ＮＢ相
（７）ＮＢ相
（８）ＮＢ，Ａ相
上記において、「ＮＡ相」及び「ＮＢ相」とはそれぞれＡ相コイル及びＢ相コイルを「Ａ相」及び「Ｂ相」とは逆相で駆動することを意味する。
図２は、ステッピングモーターにおけるローターの着磁状態とＡ相、Ｂ相コイルの配置を示す。また、図３は、１−２相励磁におけるＡ相、Ｂ相コイルの駆動のタイミングを示す。
なお、２相励磁方式は、次の４種類の励磁パターンを繰り返すことでステッピングモーターを駆動する方式である。
（９）Ａ相、Ｂ相
（１０）ＮＡ，Ｂ相
（１１）ＮＡ、ＮＢ相
（１２）Ａ、ＮＢ相
【００２４】
本実施例のステッピングモーターは絞り開放位置で１−２相励磁方式の（１）の励磁を行うことでモーター相と電気相が一致するように構成されている。なお、モーター相と電気相が一致していない状態とは例えばモーター相が前記（５）に位置しているにも関わらず、電気相が（１）の励磁を行ってしまう場合である。この場合、お互いの励磁相が合致していないため、モーター自身は最悪（５）の位置で前後駆動を繰り返す場合や、反転駆動を行うなどの異常動作を行うことがある。これは初期位置が異なることで電気相の励磁を切り換えるタイミングが早すぎて、モーター相が完全に追従出来ないまま次の励磁相を電気的に設定してしまうことで発生することが分かっている。つまり、前述した様に絞りユニット５が開放位置となった時はモーター相が（１）の位置として調整されているため、電気相も（１）の励磁となるように強制的に内部メモリーをリセットする必要がある。これは、レンズマイコン７はリセットを（１）の励磁パターンと認識するためである。
【００２５】
通常、モーター相と電気相は常にレンズマイコン７が開放位置を検出しながら制御しているため、ずれることは無い。しかし、次の場合はレンズマイコン７がリセットされてしまい、内部メモリーに記憶していた現在のモーターへの励磁相を消失することが考えられる。例えば、絞りが非開放位置の状態でレンズを外された時やカメラの電池が外された時など、レンズマイコン７への電源供給が停止してしまった場合である。
【００２６】
ここまではカメラ１３にレンズ１が装着している時の双方の一般的な動作と、レンズマイコン７によると絞りユニット９の制御方法及びステッピングモーターの動作原理を説明した。
次にレンズ１内の絞り機構５で絞りが非開放状態のままカメラ１３にレンズ１が装着された場合について説明する。
図１において、絞り機構５内の絞りが非開放位置である状態でカメラ１３にレンズ１が装着されたとする。カメラ１３は不図示のレンズ１が装着されたことを検出するためのレンズ装着スイッチが動作し、接点ユニットを通してレンズマイコン７と電圧検出器１０に電源を供給する。
【００２７】
レンズ１においては、レンズマイコン７に供給される電源状態を電圧検出器１０が検出する。検出された電圧がレンズマイコン７が動作出来る電圧よりも低い場合はレンズマイコン７をハードウエアリセット状態にするためのリセット端子をＬｏレベルに設定し、レンズマイコン７をリセット状態に維持する。一方、検出された電圧がレンズマイコン７の動作出来る電圧以上に達した場合はレンズマイコン７のリセット端子をＨｉレベルに設定する。レンズマイコン７はリセット解除と同時に内部プログラムがリセット解除後の処理を実行する。
【００２８】
そのリセット解除後の処理では絞りユニット９内の開放位置検出センサーの状態に基づき、絞り機構５内の絞り値が開放かどうかを確認する。非開放位置であった場合は接点ユニット８を通してカメラに絞りが非開放位置であることを通信する。カメラマイコン１２は絞りが非開放位置であることを受信すると、即座に開放の絞り値データ及び絞り動作開始命令をレンズマイコン７に送信する。レンズマイコン７は受信した絞り値データが開放値であるため絞りユニット９内の位置検出センサーが変化するまでモーターを駆動する。センサー出力に変化があった場合はモーターの駆動を停止して電気相をリセットする。
【００２９】
この時、図９で説明したような通常の速度制御を行った場合、モーター相と電気相が異なっていると電気相の励磁パターンにモーター相が追従出来ずに、いつまでたっても絞りが開放に戻らない可能性がある。そこで通常の速度制御パターンを図４のＡパターンとすると、加減速を遅らせたようなＢパターンで速度制御することでモーター相の追従遅れを解消することが可能となる。前述したステッピングモーターへの励磁パターンを例に説明すると、モーター相と電気相が一致していない状態とはモーター相が前記（５）に位置している状態である。このような状態であるにも関わらず、電気相が（１）の励磁を行ってしまうと、お互いの励磁相が合致していないため、モーター自身は最悪（５）の位置で前後駆動や反転駆動を行うなどの異常動作を行ってしまう。しかし、本実施例の様に加減速度制御を遅らせると、電気相が（５）の励磁を行った時の時間間隔が長くなる。この励磁時間が長くなることで磁力が強くなり、モーターの特性としてはトルクが増えることになる。そのため、モーター相が（５）で前後駆動を繰り返していた場合や反転駆動していた場合は、振動から抜け出し易くなり、その後の電気相の励磁にモーター相が合致することで、素早く絞りが開放位置に達することが可能となる。
【００３０】
図５はカメラマイコン１２のプログラムをフローチャートにした図である。図５を参照して図１のカメラの動作について以下に更に詳しく説明する。
（ステップ１００、１０１）
カメラ１３の電源が投入されると、カメラマイコン１２はレンズ１が装着されているかどうかを不図示のスイッチで確認する。カメラ１３にレンズ１を装着する方法としてはカメラ１３とレンズ１を連結するためのメカ的な連結器（以下、マウントと記す）を用いることが一般的である。この場合、レンズ１のマウントを特定の位置でカメラ１３のマウントに密着させ、双方を相反する方向に回転させることで装着することが可能である。不図示のスイッチとはカメラ１３側のマウントに配置されたメカ連動のスイッチで、レンズ１装着時の回転制限位置近傍においてレンズ１側のマウントでＯＮする構成となっている。
カメラマイコン１２はこのスイッチのＯＮ／ＯＦＦを確認してレンズ装着の有無を確認する。カメラマイコン１２は処理をレンズ１が装着されていない場合はステップ１０６へ移行し、装着されている場合はステップ１０２へ移行する。
【００３１】
（ステップ１０２）
レンズ１が装着されているため、カメラマイコン１２はレンズ１に電源を供給する。電源供給方法として、前述したレンズ装着確認スイッチに連動させて自動的に供給する方法でも良い。
【００３２】
（ステップ１０３）
カメラマイコン１２はレンズマイコン７と接点ユニット８を通して通信し、レンズマイコン７に対してレンズの状態を示すデータ（以下、ステータス情報と記す）の送信要求を送る。このステータス情報はレンズマイコン７の内部メモリーに記憶されている。本実施例では、絞りの位置検出センサーの状態や絞りの動作状態、ＡＦの動作状態などの各種情報が、ビット単位で判断出来る様に内部メモリーに設定されている。レンズマイコン７はステータス送信要求通信を受信すると、必要なデータをステータス情報としてカメラマイコン１２に送信する。
カメラマイコン１２は受信したステータス情報から絞りの位置検出センサーの状態を読み取り、絞りが開放状態か小絞り状態かを判断する。絞りの状態が小絞り状態ならステップ１０４へ移行し、開放状態ならステップ１０６へ移行する。
【００３３】
（ステップ１０４）
カメラマイコン１２はステータス情報によってレンズ１の絞り機構５が小絞り状態であると判断している。この状態では正確な測光（光量）検出及びＡＦ検出が出来ないため、レンズマイコン７に絞りの開放側への駆動命令を送信する。レンズマイコン７はこの命令を受信後、即座に絞りの開放駆動を行う。また、この時レンズマイコン７はステータス情報として絞り動作中であることを内部メモリーにビット操作によって設定する。
【００３４】
（ステップ１０５）
カメラマイコン１２はレンズマイコン７にステータス情報の送信要求を通信する。レンズマイコン７はこのステータス送信要求通信を受信すると、必要なデータをステータス情報としてカメラマイコン１２に送信する。
カメラマイコン１２は受信したステータス情報から絞りが動作中であるかどうかを判断し、絞り動作が停止するまで待つ。また、絞り動作が停止した場合はステップ１０３に移行して絞りが開放状態になるまで一連の動作を繰り返す。
【００３５】
（ステップ１０６）
レンズ１が装着されて絞りが開放状態になっていたら、既にカメラの起動準備処理が終了しているかどうかを判断する。起動済みであればカメラの通常処理を行うためにステップ１０７へ移行し、起動していないなら起動処理を行うため、ステップ１０８に移行する。
【００３６】
これ以降の処理は不図示ではあるが、ステップ１０８の起動処理が終了したらステップ１０７に移行し、ステップ１０７の通常処理が終了したらステップ１００の処理に移行する。このようにして、図５の処理は常に繰り返し行われている。
【００３７】
図６はレンズマイコン７の通信割り込み処理に関するフローチャート図である。図６を参照しながら図１のカメラマイコン１２とレンズマイコン７間の通信動作を説明する。
（ステップ２００）
初めにカメラマイコン１２とレンズマイコン７は双方向通信を行う仕様となっていて、カメラマイコン１２から通信が送信されると、レンズマイコン７はこの割り込み処理を実行することになる。レンズマイコン７はカメラマイコン１２から送信されたコマンドを即座に解析し、次の動作を決定する。コマンドとはカメラマイコン１２からレンズマイコン７への要求内容を表すコードデータで、あらかじめカメラとレンズで、このコードデータと通信内容を取り決めておくことで、お互いの通信を成立させる仕様となっている。レンズマイコン７はこのコードデータであるコマンドを解析してカメラからの要求を判別する。コマンドの内容は、例えばフォーカスユニット２の移動命令、フォーカスユニット２の移動量受信要求、フォーカスユニット２の移動停止命令、絞りの駆動命令、絞りの駆動量受信要求、光学に関する情報の送信要求である。光学に関する情報は、焦点距離、敏感度、ＡＦ誤差情報、ＦＮｏ、レンズステータス情報等である。レンズマイコン７は受信したコマンドを解析後、コマンドが受信要求である場合は、次回の通信でカメラマイコン１２から送信される情報を受信データとして内部メモリーに記憶する。一方、解析の結果、コマンドが送信要求である場合はカメラマイコン１２が必要とするデータをカメラマイコン１２に送信する。また、解析の結果、コマンドが各ユニットの駆動許可命令である場合は、即座に各ユニットの駆動を開始する仕様となっている。
【００３８】
（ステップ２０１）
レンズマイコン７はカメラマイコン１２からのコマンドを解析し、そのコマンドがフォーカスユニット２の駆動命令であるか否かを判別する。駆動命令ならステップ２０２の処理へ移行し、違うならステップ２０３へ移行する。
【００３９】
（ステップ２０２）
ステップ２０１でコマンド解析の結果が、フォーカスユニット２の駆動命令である場合は、即座にフォーカスユニット２の駆動を行うため、モーターユニット３内のモーターに通電する。これにより、ギア列でモーターの駆動力が伝達され、フォーカスユニット２が駆動される。また、レンズマイコン７の内部メモリーのステータス情報エリアにＡＦ駆動中であることを記憶する。
【００４０】
（ステップ２０３）
レンズマイコン７はカメラマイコン１２からのコマンドを解析し、それが絞りの駆動命令か否かを判別する。駆動命令であれば処理をステップ２０４へ移行し、駆動命令でなければステップ２０５へ移行する。
【００４１】
（ステップ２０４）
ステップ２０３でコマンド解析の結果、絞りの駆動命令の場合は、小絞り駆動か開放駆動かを判断する。開放側への駆動ならステップ２０８へ移行し、小絞り側への駆動ならステップ２１０へ移行する。
【００４２】
（ステップ２０５、２０６）
レンズマイコン７は受信したコマンドを解析してカメラマイコン１２からの各種データの送信要求か受信要求かを判断し、送信要求の場合はそのコマンドに対応したデータを送信する。例えばコマンドがレンズのステータス情報の送信要求であれば、レンズマイコン７は現在のフォーカスユニット２の移動中もしくは停止中または絞り機構５の駆動中もしくは停止中の情報をカメラマイコン１２へ送信する。カメラマイコン１２はこのステータス情報でレンズの状態を確認し、次のシーケンスを決定する。
また、カメラマイコン１２から受信したコマンドを解析した結果、各種データの受信要求であった場合、レンズマイコン７は次の通信でそれらのデータをカメラマイコン１２から受信し、内容別に内部メモリーに記憶する。なお、送信データ及び受信データの例はステップ２００で説明したとおりである
【００４３】
（ステップ２０７）
カメラマイコン１２からの通信によるコマンド解析、データのセット、及び送信処理が終了したら割り込み処理を終了する。
【００４４】
（ステップ２０８）
ステップ２０３でカメラマイコン１２からの通信によるコマンド解析の結果、絞りの駆動命令かつ開放側への駆動であった場合、カメラ１３にレンズ１を装着した１発目の絞り駆動かどうかを判断する。装着１発目であるかどうかの判断については後述する。装着１発目の絞り駆動である場合はステップ２０９へ移行し、違う場合はステップ２１０に移行する。
【００４５】
（ステップ２０９）
カメラ１３にレンズ１を装着して１発目の絞り開放駆動である時は、絞りユニット９内のステッピングモーターの励磁相（モーター相）が初期位置ではない可能性が高い。一方、レンズマイコン７が装着１発目のステッピングモーターに通電する電気相は必ず初期位相からスタートする。このため、前述したように、お互いの励磁相が異なることがあり、そのまま通常動作と同じ加減速駆動を行うと、ステッピングモーターが正しく駆動出来ないことになる。その場合に備え、本実施例では、予めお互いの励磁相が異なる場合でも追従できる加減速情報をレンズマイコン７に記憶させておき、その加減速情報でステッピングモーターの通電時間を切り換えることができる様にしている。なお、加減速情報はＥＥＰＲＯＭ６に記憶させても良い。
ステップ２０９では、絞り駆動を低速の加減速情報で行うことをレンズマイコン７の内部メモリーに記憶させる。
【００４６】
（ステップ２１０）
ステップ２０４で絞りが小絞り駆動である場合と、開放駆動でもカメラ１３へのレンズ１の装着１発目でない場合は、絞りユニット９内のステッピングモーターのモーター相と電気相が同じである。そこで、高速加減速駆動を行ってもステッピングモーターは電気相に追従出来ると判断する。
ステップ２１０では絞り駆動を高速の加減速情報で行うことをレンズマイコン７の内部メモリーに記憶させる。
【００４７】
（ステップ２１１）
レンズマイコン７は絞り機構５内の絞りを動作させるために絞りユニット内のステッピングモーターに電圧を印加すると同時にレンズマイコン７内のタイマーを動作させる。ステッピングモーターへの電圧印加は、ステップ２０９またはステップ２１０で選択した加減速情報に従って行う。このステッピングモーターへの電圧印加と同時にカメラ１３へのレンズ１装着１発目情報を抹消し、次の絞り駆動では高速加減速のみが選択される様にする。また同時にステータス情報を絞りの動作中であることをビット情報で内部メモリーに記憶させる。
【００４８】
図７はレンズマイコン７の各種制御に関するプログラムのフローチャート図である。図７を参照しながら図１のレンズマイコン７の各種制御の動作を説明する。
（ステップ３００）
カメラ１３にレンズ１が取り付けられることで、レンズ１には接点ユニット８を通じてカメラ１３から電源電圧が供給される。その電源電圧は、レンズ１において、モーターユニット３、検出器４、ＥＥＰＲＯＭ６、レンズマイコン７、絞りユニット９、電圧検出器１０に接続されている。電圧検出器１０は主にレンズマイコン７に供給される電圧を常に監視し、レンズマイコン７の動作可能な電圧より低い電圧が供給されている場合は、レンズマイコン７の外部リセット端子をＬｏ電圧に設定する。このときレンズマイコン７はリセット状態を維持し、非動作中となる。レンズマイコン７に供給されている電圧が動作可能な電圧以上になると電圧検出器１０はレンズマイコン７の外部リセット端子をＨｉ電圧に設定する。これによってレンズマイコン７は動作を開始し、初めにリセット処理を実行する。リセット処理では、内部メモリーの初期化や、各ユニットへの通電禁止及び各ユニットの初期化等が行う。また、カメラ１３にレンズ１を装着した１発目であることを示すビット情報をレンズマイコン７内部のメモリーに記憶させる。なお、この装着１発目情報は絞り駆動を行った時点（上記ステップ２１１）で抹消させる。
【００４９】
（ステップ３０１）
リセット処理が終了したらレンズ１に取り付けられた不図示のスイッチ類の状態を検出し、内部メモリーに記憶する。このスイッチ類は、オートフォーカスとマニュアルフォーカスの２つの動作モードを切り換えるスイッチや、ズーム位置情報、フォーカスユニット２の位置情報、及び絞りの位置情報のスイッチ等である。
【００５０】
（ステップ３０２）
レンズマイコン７はフォーカスユニット２が移動中かどうかを内部メモリーのステータス情報から判断する。
【００５１】
（ステップ３０３）
ステップ３０２でフォーカスユニット２が移動中の場合は、あらかじめカメラマイコン１２から受信している駆動量と検出器４で検出した駆動量とが等しいかを判別する。この駆動量が等しくなることでフォーカスユニット２が所定の位置に達したことを示す。
【００５２】
（ステップ３０４）
レンズマイコン７はフォーカスユニット２が所定位置に達していない場合は、検出器４から出力されるパルス出力の周期を検出し、フォーカスユニット２の駆動速度を制御する。すなわち、前記周期よりフォーカスユニット２があらかじめ設定された所定スピードに達しているかまたは早いか遅いかを判別する。そして、それぞれの場合に応じてモーターユニット３内のモーターへの通電電圧を可変し、所定の速度になるように制御する。
【００５３】
（ステップ３０５）
ステップ３０２でフォーカスユニット２が停止中の場合と、ステップ３０４の処理が終了すると、レンズマイコン７は絞り機構５が駆動中かを内部メモリーのステータス情報から判断する。駆動中ではない場合はステップ３０１に移行する。
【００５４】
（ステップ３０６）
ステップ３０５で絞り機構５が駆動中の場合は、あらかじめカメラマイコン１２から受信している駆動量と制御上の駆動量とが等しいかを判別する。この駆動量が等しくなることで絞り機構５内の絞りが所定の位置に達したことを示す。駆動量が等しくない場合はステップ３０７に移行し、駆動量が等しい場合はステップ３０９へ移行する。また絞りの開放側への駆動の時は絞りユニット９内の位置検出センサーの状態を読み取り、開放位置状態であったと判断した場合は駆動量とは無関係にステップ３０９へ移行する。
【００５５】
（ステップ３０７）
レンズマイコン７は絞りユニット９内のステッピングモーターへの通電パターンを切り換えるか否かを判断する。ステッピングモーターの駆動原理は、位相がずれた２相の電磁コイルへの通電を時間の経過と共に特定のパターンで切り換えることで回転力が発生する方式であるため、そのパターンを切り換える時間が経過したかを判断している。この時間判定には図６のステップ２１１で絞りユニット内のステッピングモーターに電圧を印加すると同時に動作させたレンズマイコン７内のタイマーを用いる。つまり、このタイマー情報と図６のステップ２０９またはステップ２１０で選択し、内部メモリーに記憶した加減速情報に基づいた時間情報とを比較する。タイマー情報が大きい場合はステッピングモーターの通電相を切り換えると同時にレンズマイコン７内部のタイマーをリセットしてから再スタートさせる処理を行う。これはステッピングモーターの回転速度はこの通電パターンを切り換える時間間隔で決定されるからである。レンズマイコン７はその時間間隔の経過を内部タイマーで検出し、経過している場合は通電パターンを切り換える処理を行っている。まだ時間が経過していない場合は何もせずステップ３０１に移行する。
【００５６】
（ステップ３０８）
ステップ３０３でフォーカスユニット２の位置が所定位置に達した（駆動量が所定駆動量と等しくなった）と判断したらモーターユニット３内のモーターへの通電を停止し、フォーカスユニット２の移動処理を終了する。この時、内部メモリーのステータス情報にＡＦ駆動停止中であることを記憶してステップ３０１に移行する。
【００５７】
（ステップ３０９）
ステップ３０６で絞り機構５位置が所定位置に達したまたは開放駆動で位置検出センサーが開放位置に達したと判断したら絞りユニット９内のステッピングモーターへの通電を停止し、絞り機構５の駆動処理を終了する。この時、内部メモリーのステータス情報に絞り駆動停止中であることを記憶してステップ３０１に移行する。
【００５８】
本実施例によると、絞り機構５内の絞りが小絞り状態のままカメラ１３にレンズ１を装着された場合は、通常のステッピングモーターの加減速情報よりも遅い加減速情報で制御を行う。これにより、ステッピングモーターが振動したままで回転出来ない、または反対方向に回転する等の不具合を解消することが可能となる。
【００５９】
［実施例２］
実施例１では本発明を一眼レフカメラシステムに応用した場合の絞り駆動における加減速情報の低速と高速を切り換える方式を説明した。本実施例も本発明を図１のオートフォーカス式一眼レフカメラシステムに応用した例を示す。但し、本実施例では初期動作において所定量のみを通常動作と異なる制御方式とし、所定量を超えた場合は通常の高速動作で制御する方式について説明する。
【００６０】
図１は一眼レフカメラと交換レンズの内部のブロック図である。各ユニットの構成及び一般的な動作は実施例１と同じであるため説明は省略する。
前述のように、絞り機構５内の絞りが非開放位置である状態でカメラ１３にレンズ１が装着されると、モーター相と電気相が異なっている場合がある。このような場合時、図９で説明したような通常の速度制御を行うと、電気相の励磁パターンにモーター相が追従出来ずに、いつまでたっても絞りが開放に戻らない可能性がある。
【００６１】
そこで、本実施例では、図８の様に、通常の速度制御パターンであるＡパターンに対し、モーター駆動開始から所定駆動量だけを加速を遅らせたようなＣパターンで制御する。これにより、モーター相の追従遅れを解消することが可能になる。
前述したステッピングモーターへの励磁パターンを例に説明すると、モーター相と電気相が一致していない状態とはモーター相が前記（５）に位置している状態である。このような状態であるにも関わらず、電気相が（１）の励磁を行ってしまうと、お互いの励磁相が合致していないため、モーター自身は最悪（５）の位置で前後駆動や反転駆動を行うなどの異常動作を行ってしまう。しかし、本実施例の様に所定駆動量だけ加減速度制御を遅らせることで、電気相が（５）の励磁を行った時の時間間隔が長くなる。この励磁時間が長くなることで磁力が強くなり、モーターの特性としてはトルクが増えることになる。そのため、モーター相が（５）で前後駆動を繰り返していた場合や反転駆動していた場合は、振動から抜け出し易くなり、その後の電気相の励磁にモーター相が合致することで、素早く絞りが開放位置に達することが可能となる。
【００６２】
この時の所定駆動量とは、ステッピングモーターが１−２相励磁方式の場合、前述した（１）〜（８）の８種類のパターンにより駆動される量である。前述した様に電気相は８パターンの電圧をＡ相及びＢ相の各コイルに時間経過と共に切り換えながら印加しているだけである。そのため、少なくとも８パターンの駆動が終了した時点ではモーター相と電気相が合致している可能性が高いことになる。つまりこの８パターンの駆動時間を通常よりも長い設定にし、８パターン以降は通常の加減速駆動を実行させることでより早く絞りを開放位置に設定することが可能となる。
【００６３】
また、ステッピングモーターが２相励磁方式の場合、所定駆動量は、ステッピングモーターが前述した（９）〜（１２）の４種類のパターンにより駆動される量である。前述した様に電気相は４パターンの電圧をＡ相及びＢ相の各コイルに時間経過と共に切り換えながら印加しているだけである。そのため、少なくとも４パターンの駆動が終了した時点ではモーター相と電気相が合致している可能性が高いことになる。つまりこの４パターンの駆動時間を通常よりも長い設定にし、４パターン以降は通常の加減速駆動を実行させることでより早く絞りを開放位置に設定することが可能となる。
【００６４】
１−２相励磁と２相励磁では絞りの所定量がほぼ等しいことになる。しかし、２相励磁の方が一般的にトルクが大きいということもあり、１−２相励磁方式よりは２相励磁で駆動を開始し、所定量の駆動が終了したら１−２相励磁方式に切り換える制御でも問題は無い。また、上記所定駆動量は、８パターンまたは４パターンの１駆動周期より長くても良い。
【００６５】
本実施例は、実施例１に対し、レンズ１を装着して最初のモーター駆動時（装着１発目）の駆動パターンのみが異なる。したがって、動作は図６のステップ２０９で選択する加減速パターンと図７のステップ３０７で判断する駆動量のパターンが異なるのみである。
次に、実施例１と動作が異なる図６のステップ２０９と図７のステップ３０７について説明する。
【００６６】
（図６のステップ２０９）
カメラ１３にレンズ１を装着して１発目の絞り開放駆動である時は、絞りユニット９内のステッピングモーターの励磁相（モーター相）が初期位置ではない可能性が高い。一方、レンズマイコン７が装着１発目のステッピングモーターに通電する電気相は必ず初期位相からスタートする。このため、前述したように、お互いの励磁相が異なることがあり、そのまま通常動作と同じ加減速駆動を行うと、ステッピングモーターが正しく駆動出来ないことになる。
その場合に備え、本実施例では、予めお互いの励磁相が異なる場合でも追従できる加減速情報と初期駆動量（１−２相励磁方式なら８ステップ、２相励磁方式なら４ステップと設定）をレンズマイコン７に記憶させておく。更に、その加減速情報でステッピングモーターの通電時間を切り換えることができる様にしている。なお、加減速情報はＥＥＰＲＯＭ６に記憶させても良い。
ステップ２０９では、絞り駆動を所定量のみ低速の加減速情報で行うことをレンズマイコン７の内部メモリーに記憶させる。
【００６７】
（図７のテップ３０７）
レンズマイコン７は絞りユニット９内のステッピングモーターへの通電パターンを切り換えるか否かを判断する。ステッピングモーターの駆動原理は、位相がずれた２相の電磁コイルへの通電を時間の経過と共に特定のパターンで切り換えることで回転力が発生する方式であるため、そのパターンを切り換える時間が経過したかを判断している。この時間判定には図６のステップ２１１で絞りユニット内のステッピングモーターに電圧を印加すると同時に動作させたレンズマイコン７内のタイマーを用いる。つまり、このタイマー情報と図６のステップ２０９またはステップ２１０で選択し、内部メモリーに記憶した加減速情報に基づいた時間情報とを比較する。タイマー情報が大きい場合はステッピングモーターの通電相を切り換えると同時にレンズマイコン７内部のタイマーをリセットしてから再スタートさせる処理を行う。
また図６のステップ２０９の処理を行っている場合は、ステッピングモーターの駆動量が初期駆動量（１−２相励磁方式なら８ステップ、２相励磁方式なら４ステップ）だけ駆動したかどうかを判断する。初期駆動量を超えていると判断した場合は、図６のステップ２１０の様な通常の高速な加減速駆動を行う設定に切り換える処理を行っている。
この様にステッピングモーターの回転速度はこの通電パターンを切り換える時間間隔で決定され、レンズマイコン７はその時間経過を内部タイマーで検出し、経過している場合は通電パターンを切り換える処理を行っている。まだ時間が経過していない場合は何もせずステップ３０１に移行する。
【００６８】
本実施例によると、絞り機構５内の絞りが小絞り状態のままカメラ１３にレンズ１を装着された場合は、所定量の初期駆動のみ通常のステッピングモーターの加減速情報よりも遅い加減速情報で制御を行う。これにより、ステッピングモーターが振動したままで回転出来ない、または反対方向に回転する等の不具合を解消することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の一実施例に係るオートフォーカス式カメラと交換レンズの内部ブロック図である。
【図２】ステッピングモーターにおけるローターの着磁状態とＡ相、Ｂ相コイルの配置を示す図である。
【図３】１−２相励磁におけるＡ相、Ｂ相コイルの駆動のタイミングを示す図である。
【図４】本発明の実施例１に係るカメラ動作シーケンスにおけるタイムチャート図である。
【図５】図１におけるカメラマイコンのフローチャート図である。
【図６】図１におけるレンズマイコンの通信割り込み処理のフローチャート図である。
【図７】図１におけるレンズマイコンのフローチャート図である。
【図８】本発明の実施例２に係るカメラ動作シーケンスにおけるタイムチャート図である。
【図９】ステッピングモーターの制御方式の一例を示す図である。
【図１０】従来カメラの動作シーケンスにおけるタイムチャート図である。
【図１１】絞り機構の説明図である。
【符号の説明】
【００７０】
１：オートフォーカス式交換レンズ
２：フォーカスユニット
３：モーターユニット
４：検出器
５：絞り機構
６：ＥＥＰＲＯＭ
７：レンズマイコン
８：接点ユニット
９：絞りユニット
１０：電圧検出器
１１：測距ユニット
１２：カメラマイコン
１３：カメラ本体
１４：測光ユニット
【図１】
2007033737.tif 000003
【図２】
2007033737.tif 000004
【図３】
2007033737.tif 000005
【図４】
2007033737.tif 000006
【図５】
2007033737.tif 000007
【図６】
2007033737.tif 000008
【図７】
2007033737.tif 000009
【図８】
2007033737.tif 000010
【図９】
2007033737.tif 000011
【図１０】
2007033737.tif 000012
【図１１】
2007033737.tif 000013